「AquaApp は水中コミュニケーションを大衆にもたらします。」これは、スキューバダイバーのシャム・ゴラコタ教授の大胆な主張です。 「今日の水中ネットワークの状態は、選ばれた少数の人だけがインターネットにアクセスできた 1970 年代の、インターネットの前身である ARPANET に似ています。
「AquaApp には、水中テクノロジーを民主化し、スマートフォンにソフトウェアをダウンロードするのと同じくらい簡単にすることで、現状を変える可能性があります。」
フルフェイスを使用しない限り、 mask 最近のシステムに反映されているように、通信システムを使用すると、ほとんどのダイバーにとってハンドシグナルは水中で安全性と方向情報を伝達する唯一の実用的な方法です。 ダイバーネット 簡潔な プロのようにダイビング: 水中でのコミュニケーションを学ぶ.
現在、ワシントン大学の研究者らは、「スマートフォンやスマートウォッチなどのダイバーの既存のデバイスで使用できる、水中での音響ベースの通信とネットワーキングのための初のモバイルアプリ」と彼らが説明するものを開発し、この状況を変えたいと考えている。
「このプロジェクトは、友人たちとのダイビングやシュノーケリングの体験が動機の一部となっていますが、相手と同時に頭を持ち上げる必要があり、調整が難しいため、コミュニケーションが難しいのです。」とゴラコタ教授は言う。言った ダイバーネット.
研究チームによると、手信号は誤解され、特に遠方や視界が悪い場合に混乱を引き起こす可能性があり、双方向テキストメッセージングが解決策となる可能性はあるものの、高価でアクセスが難しいカスタムハードウェアが必要になるという。
「スマートフォンは、無線通信のために Wi-Fi や Bluetooth などの無線信号に依存しています。それらは水中ではあまり伝わりませんが、音響信号は伝わります」と、AquaApp 研究のジャスティン・チャンとの共同主著者であるトゥオチャオ・チェンは言う。同大学のポール G アレン スクールの 2 人の博士課程の学生は、同校のモバイル インテリジェンス ラボの所長であるゴラコタ教授と協力してこのプロジェクトに取り組みました。
「AquaApp では、スマートフォンや時計で広く利用されているスピーカーとマイクを使用した水中メッセージングを実証しています」とチェン氏は言います。 「スマートフォンにアプリをダウンロードすること以外に必要なのは、潜水深度に応じた防水スマートフォン ケースだけです。」
機能
AquaApp インターフェイスを使用すると、ダイバーは、プロのダイバーが使用するハンドシグナルに対応する 240 個のプリセットメッセージのリストから選択でき、最も一般的な 20 個 (娯楽目的のダイバーが使用する可能性が高いメッセージ) が目立つように表示され、簡単にアクセスできます。メッセージは、方向指標、環境要因、機器の状態などの XNUMX つのカテゴリにフィルタリングすることもできます。
「水中でのシナリオでは、空中でのアプリケーションと比較して新たな問題が表面化します」とチャン氏は言います。 「たとえば、信号強度の変動は、表面、床、海岸線からの反射によって悪化します。近くの人、波、物体によって引き起こされる動きは、データ送信を妨害する可能性があります。さらに、マイクとスピーカーはスマートフォンのモデルによって特性が異なります。
「AquaApp が現実世界の条件下で確実に動作するように、これらの要因やその他の要因にリアルタイムで適応する必要がありました」と彼は言います。これらの「その他の要因」には、電流の中で位置や近接性が急速に変化するデバイスの傾向、近くの船舶や海洋動物からの騒音が含まれます。
AquaApp は、距離、ノイズ、周波数応答の変動などのパラメーターに基づいて、各送信のビットレートと音響周波数をリアルタイムで最適化するアルゴリズムを使用します。
ダイバー A がダイバー B のデバイスにメッセージを送信したい場合、A のアプリはまず「プリアンブル」と呼ばれる簡単なメモを送信します。ダイバー B のデバイス上の AquaApp は、プリアンブルを受信するための最適な条件を決定するアルゴリズムを実行し、その条件を使用してメッセージを送信するように A のデバイスに指示します。
水中ネットワーク
水中ネットワークへのアクセスを共有するネットワーキング プロトコルを開発したため、チームは、AquaApp がローカル ネットワーク上で一度に最大 60 人のユニーク ユーザーに対応できると述べています。
次に研究者らは、最大 113 メートルの距離と最大 12 メートルの深さで AquaApp のパフォーマンスを評価しました。 「距離を正確に測定する必要があるため、テストできる最大深度は 40 メートルでした」とゴラコタ教授は言います。 「市販のスマートフォン防水ケースは、さらに水深XNUMXmまで対応可能です。」
6 つの試験場はさまざまな水質と活動レベルを表し、穏やかな水域の橋の下、流れの強い人気の水辺の公園、交通量の多い湖の釣り場の横、波の強い湾などが含まれていました。
「私たちの実験によると、水中でメッセージを送受信するには最大 30 メートル、SOS ビーコンの送信には最大 100 メートルが理想的な距離です」とチェン氏は言います。 「これらの機能は、ほとんどの娯楽や専門的なシナリオには十分です。」
またチームは、9 台の Samsung Galaxy S32 スマートフォンで画面をアクティブにして最大音量でシステムを継続的に実行し、AquaApp がバッテリー寿命に与える影響を測定しました。彼らの報告によると、電力は XNUMX 時間にわたって XNUMX% しか減少しませんでした。
「人々がテストできるように、コードとアプリを GitHub で公開しました」とゴラコタ教授は語った。 ダイバーネット。 「私たちはこれを商用化するための業界パートナーを探しているところです。良いニュースは、これはハードウェアではなくソフトウェアのみであるため、従来のダイビング器材と比較してハードルとスケジュールが小さくなるはずであるということです。」
データとオープンソースの Android コードも、 アクアアップ Web サイト、もあります。 デモビデオ。さて問題は、ダイバーがこの発展をどの程度受け入れるかだ。
